题目内容

【题目】已知,把45°的直三角板的直角顶点E放在边长为6的正方形ABCD的一边BC上,直三角板的一条直角边经过点D,以DE为一边作矩形DEFG,且GF过点A,得到图1.

(1)求矩形DEFG的面积;

(2)若把正方形ABCD沿着对角线AC剪掉一半得到等腰直角三角形ABC,把45°的直三角板的一个45°角的顶点与等腰直角三角形ABC的直角顶点B重合,直三角板夹这个45°角的两边分别交CA和CA的延长线于点H、P,得到图2.猜想:CH、PA、HP之间的数量关系,并说明理由;

(3)若把边长为6的正方形ABCD沿着对角线AC剪掉一半得到等腰直角三角形ABC,点M是Rt△ABC内一个动点,连接MA、MB、MC,设MA+MB+MC=y,直接写出 的最小值.

【答案】(1)36;(2)CH2+PA2=HP2,理由见解析;(3)72+36.

【解析】

(1)根据正方形的性质得到∠ADC=∠DCE=90°,根据矩形的性质得到∠AGD=∠GDE=90°,根据相似三角形的性质和矩形的面积公式即可得到结论;

(2)根据旋转的性质得到BK=BP,∠PBA=∠KBC,∠BCK=∠BAP= =135°,由勾股定理得到,求得∠PBA+∠ABE=45°,通过等量代换得到∠KBC+∠ABE=45°,根再据全等三角形的性质得到HK=HP,根据勾股定理即可得到结论;

(3)根据旋转的性质得到MC=KN,BM=BK,根据等边三角形的性质得到MK=BM,于是得到MA+MB+MC=AM+MK+KN,当A,M,K,N四点共线时,AN就是所求的MA+MB+MC的最小值,过N作NQ⊥AB交AB的延长线于Q,求得AQ=AB+BQ=,再根据勾股定理即可得到结论.

解:(1)∵四边形ABCD是正方形,

∴∠ADC=∠DCE=90°,

∵四边形DEFG是矩形,

∴∠AGD=∠GDE=90°,

∴∠DCE=∠AGD=90°,∠ADC=∠GDE=90°,

∴∠ADC﹣∠ADE=∠GDE﹣∠ADE,

∴∠EDC=∠ADG,

∵∠EDC=∠ADG,∠DCE=∠AGD=90°,

∴△ECD∽△AGD,

∴,

∴DGDE=DCDA=6×6=36,

∴矩形DEFG的面积=DGDE=36;

(2),

证明:把△BAP绕着点B顺时针旋转90°得到△BCK,连接KH,

由旋转得△BAP≌△BCK,

∴BK=BP,∠PBA=∠KBC,∠BCK=∠BAP=,

∴∠HCK==,

∴由勾股定理得,,

∵∠PBE=45°,

∴∠PBA+∠ABE=45°,

∵∠PBA=∠KBC,

∴∠KBC+∠ABE=45°,

∵∠ABC=90°,

∴∠HBK=45°,

∵∠PBE=45°,

∴∠HBK=∠PBE=45°,

∵BK=BP,∠HBK=∠PBE,BH=BH,

∴△BHP≌△BHK(SAS),

∴HK=HP,

∵,

∴;

(3)把△BMC绕着点B顺时针旋转60°得到△BKN,连接MK,BN,NC,

由旋转得,△BMC≌△BKN,

∴MC=KN,BM=BK,

∵BM=BK,∠MBK=60°,

∴△BKM是等边三角形,

∴MK=BM,

∴MA+MB+MC=AM+MK+KN,

当A,M,K,N四点共线时,AN就是所求的MA+MB+MC的最小值,

过N作NQ⊥AB交AB的延长线于Q,

∵,∠BQN=90°,

∴QN=BNsin30°=6×=3,BQ=BNcos30°=,

∴AQ=AB+BQ= ,

在Rt△AQN中,由勾股定理得, ,

∴的最小值为.

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